I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20 ,   pp .   710~ 7 19   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 2 . pp710 - 719             710       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   A n a l y si s   o f   l i g h t   t u b e s   i n   i n t e r i o r   d a y l i g h t i n g   sy st e m     f o r   b u i l d i n g       B ad r i   N ar a yan   M o h ap atr a 1 ,   M .   R av i   K u m ar 2 ,   S u s h an ta  K .   M an d al 3   1 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o n,   C U T M ,   I ndi a   2 D e pa r t m e n t   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng ,   M N I T ,   I ndi a   3 D e pa r t m e n t   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng ,   S ha r d a   U ni v e r s i t y ,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A pr   15 ,   201 9   R e v i s e J un   16 ,   2019   A c c e pt e J un   30 201 9       A na l y s i s   o f   v e r t i c a l   l i g ht   t ub e s ,   a nd  di f f us e r   a s   d a y l i g ht i ng   s y s t e m   i n   bui l d i ng s   i s   p r e s e n t e d .   T he   s o l a r   l i g ht   e ne r gy   i s   d i r e c t l y   a ddr e s s e t o   t he   c ho s e a r e a   o f   t he   bu i l di ng   w i t a   l i g ht   t ub e   a n d i f f us e r   g ui di ng   s t r uc t u r e .   T hi s   w o r hi g h l i g ht s   i l l um i na nc e   o bt a i n e by   l i g ht   t ube s   i a   t h r e e   s t o r i e d   o f f i c e   bui l di ng .   F i e l i nv e s t i g a t i o w i t a   s c a l e p r o t o t y pe   a nd  s i m ul a t i o ns   w i t H O L I G I L M ,   a nd  D I A L ux  a r e   a na l y z e d.   I t   i s   o bs e r v e t ha t   l i g ht   t ub e s   c a o f f e r   l a r g e   s a v i ng s   i n   e l e c t r i c i t y   us a g e   by   us i ng   n a t ur a l   da y l i g ht .   Ke y w or ds :   D a y l i gh t   E n e rgy   s a v i n g   Il l u m i na n c e   L i ght   de s i g n   O pt i c a l   t ub e   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   B a dr i   N a ra y a M o h a p a t ra ,   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t r o n i c s   a n Co m m u ni c a t i o n,     CU T M ,   P a ra l a k h e m u ndi ,   7 61211 ,   I n di a .   E m a i l :   b a dri 1 . m o h a p a t ra @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     L i ght   t ub e   a s   a   s o ur c e   i s   de s i g n e d   t o   di r e c t   l i g ht   i n t o   de e a r e a s   w i t hi n   b ui l di ngs   w h e r e   da y l i g h t   c a nn o t   r e a c h T h e   c o m b i n e us e   o f   w i n do w s   a n l i g ht   t ub e s   c a n   i m p r o v e   t h e   da y l i g h t i n w i t hi n   a   r o o m .     By   m ul t i - r e f l e c t i o n   m e c ha n i s m ,   l i g h t   t ub e s   t r a n s m i t   s u n l i g ht   w h i c h   i s   m o r e   uni f o r m .   V a ri o us   a dv a n t a ge s   of  da y l i gh t i n g   f o r   h um a n   h e a l t a n c o m f o r t   a r e   de s c r i b e i n   [1 - 3 ].   D a y l i ght   s y s t e m s   c a n   r e duc e   h e a t i n g   a n d   c oo l i n c o s t   f o r   b ui l di n gs   a s   r e po r t e i [4] .   D a y l i g h t i ng  w i t h   t h e   us e   of   l i g h t   t ub e   s y s t e m s   c a n   ha v e   a   po s i t i v e   i n f l ue n c e   i n   p r o v i di n d a y l i gh t   t o   i nt e ri o r   a r e a s   o f   b ui l di n gs   w h i c h   r e c e i ve   v e r y   l e s s   l i ght i ng  f r o w i n do w s   [5 - 8].   T h e   us e   of   da y l i ght   o r   n a t u ra l   l i g h t   c a n   r e d uc e   t h e   e n e r gy   c o n s um p t i o n   by   up  t o   30  [9].   T h e   pe r f o r m a n c e   o l i g h t   t ub e s   h a s   b e e n   i n v e s t i ga t e i n   a   num b e r   o s t udi e s   [10 - 12].   T h e   us e   o l i g h t   t ub e s   off e r s   s i gn i f i c a nt   a dv a n t a ge s   ov e r   a rt i f i c i a l   l i g ht i n g ,   n a m e l y   e n e r gy   s a v i n gs   a nd  p h y s i o l o gi c a l   be n e f i t s   [13].   In   r e c e n t   y e a r s ,   s o l a r   l i g ht   t ub e s   h a v e   f i r m l y   s e t   t h e i r   f oo t   w i t h i n   t h e   U K   m a r ke t   pl a c e   [14].   A   l i g h t   t ub e ' s   a b i l i t y   t b r i ng  l i g ht   i n t o   c o r e   a r e a   w i t h i n   b i b ui l di n gs   h a s   b e e n   n o t i c e f r o m   a   l o n t i m e   a go   by   H a n n e b o r f r o m   N o r w a y   i n   190 [15] .   F i b e r   o pt i c   l i g h t i n a l s o   h a s   v e r y   g oo t r a n s m i s s i o n   p r o pe r t i e s   b ut   i s   v e r y   e xpe n s i v e   a s   c o m pa r e t o   l i g h t   t ub e s   [16].   T h e   l i g ht   t ub e   ha s   b e c o m e   po pul a i t h e   de v e l o pm e n t   o da y l i gh t i n g   t e c hn o l o g y .   M o r e ov e r ,   t h e   t e c hn o l o g y   i s   a n   e f fi c i e n t   m e t h o o f   t ra n s po rt i n g   l i g h t   t o   a r e a s   o f   a   b ui l di n w i t h   l i m i t e da y l i g h t   e xpo s ur e   [17] .   D i f f us e r   i n   s o m e   l i t e r a t u r e   i s   f o un t o   be   v e r y   e ffe c t i ve   i n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   da y l i ght   s y s t e m s   [18]. N ow a da y s ,   t h e   a p pl i c a t i o n s   o f   t ub ul a r   da y l i ght i ng  de v i c e s   a r e   m a n y ,   s uc h   a s   i r o o m s   w i t h o ut   w i ndo w s ,   t u nn e l s ,   u n de r g r o u n p a s s a ge s ,   a n c o rri do r s   [1 9].   L i g h t   t ub e s   [20 - 22] ,   a n do ub l e   l i gh t   t ub e s   [23,   24]  a r e   us e d   i n   u n de rg r o un r o om s .   T hi s   w o r k   fo c us e s   o n   h o w   t o   m e e t   s us t a i n a b l e   go a l s   by   ut i l i z i ng  di f f e r e n t   p a r a m e t e r s   o f   l i gh t   t ub e s .   T h e   l o c a t i o n   i s   c h o s e n   a s   B h ub a n e s w a r ,   O d i s h a   i n   I n d i a   (pr e s e nt   a dd r e s s   of   c o rr e s po n di n a ut h o r)  a n t hr e e   di ff e r e nt   c a s e s   fo r   i l l u m i na t i n a   r o o m   a r e   c o n s i de r e d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A nal y s i s   of   l i ght   t u be s   i n   i n t e r i or   da y l i ght i ng   s y s t e m   f or   b ui l di ng   ( B adr i   Nar ay a M ohapa t r a )   711   T h e   t ub e s   a r e   n o t   e xpe n s i v e ,   a n d   j us t i fy   t h e i us e   t o   b ri n d a y l i ght   i n t o   de e p - pl a s pa c e s .   W i ndo w s ,     a n s ky l i ght s   a r e   us ua l l y   n o t   c a pa b l e   of   i l l u m i na t i ng  t h e   c o re   of   a   b ui l di ng.   L i g ht   t ub e s   a r e   t h e   b e s t   m e t h o fo r   d a y l i gh t i n g ,   a n e n s u r e   a de qua t e   i l l um i n a n c e   l e v e l s .   T hi s   w o r f o c us e s   o n   t h e   t h e   e f fe c t i ve n e s s   of   l i g h t   t ub e   pe r fo r m a n c e   b a s e o n   s i m ul a t i o n ,   e xpe r i m e nt s   a n nu m e ri c a l   c h a ra t e r i z a t i o n   f o r   p r e di c t i ng  i l l u m i na n c e   l e v e l s   w h i c h   h e l p   t o   i n de n t i fy   t h e   p r o pe d i m e n s i o n s   o f   r e qui r e l i g ht   t ub e .   S e c t i o n   de s c r i b e s   di ffe r e nt   da y l i g h t   c o l l e c t i o n   t e c hni que s   a nd  m e t h o ds   o f   di ff us i n t h e   na t u r a l   l i g ht   i nt o   a   b ui l d i n g .   T h e   di f f e r e n t   c a s e s   f o r   i l l um i n a t i ng  a   r o o m   a r e   e l a b o r a t e i n   S e c t i o a nd  t h e   c o r r e s po n di ng  r e s ul t s   a r e   di s c us s e i n   S e c t i o n   4.   S e c t i o n   de s c r i b e s   pr o t o t y p e   de s i gn   a n i m p l e m e nt a t i o n .   L i ght i ng  de s i g w i t h   L E D s   i s   de s c r i b e i S e c t i o n   6.   T h e   a rt i c l e   i s   c o n c l ude d   i S e c t i o n   7.       2.   D A Y LI G H T   C O L LEC T O R   A s   s o l a r   r a di a t i o n   i s   o nl y   a v a i l a b l e   duri n d a y t i m e ,   t h e   e n e r gy   m us t   b e   c o l l e c t e i n   a n   e f f i c i e n t   m a nn e r   t o   m a ke   m a xi m u m   po s s i b l e   us e   of   da y l i ght   h o u r s   [2 5].   T h e   a c t i v e   ut i l i z a t i o n   o f   da y l i gh t   de pe n ds   o n   e xt e r i o c o n di t i o n s   a s   w e l l   a s   o n   t e c hn o l o gi e s   a ppl i e i de s i gni n t h e   l i g ht   t ub e s   [26].   L i g ht   t ub e s   a r e   a b l e   t t r a n s po rt   a n d i s t r i b ut e   na t u ra l   l i g ht   w i t h o ut   h e a t   t ra n s f e r   i n   da r r o o m s   [27] .   Co m m e r c i a l l y   a v a i l a b l e   l i g h t   t ub e   s y s t e m s   c o n s i s t   o f   t hr e e   m a i n   c o m po n e n t s :   da y l i g h t   c o l l e c t o r ,   l i g h t   t ub e   a nd  d i f f us e r .   T h e   c o l l e c t o r   i s   m o unt e o ve r   a   r o of   w h i c h   n o rm a l l y   a ppe a r s   l i ke   a   c l e a r   d o m e   s t r uc t u r e ,   a n i t   r e m o v e s   un de s i ra b l e   ul t r a   v i o l e t   ( U V )   l i ght   a n s e a l s   t h e   l i g ht   t ub e   a ga i n s t   t h e   ra i n   a n dus t   pa rt i c l e s .   D i f f e r e n t   t y pe s   of   l i ght   t r a n s po rt a t i o n   a r e   po s s i b l e ,   by   us i n a   h o l l o w   t ube   (S o l a t ub e ),   po l y m e r   f i b e r   (P a r a n s ) ,   a n s pe c i a l   qu a r t z   f i be r   (H i m a w a ri [28] .   O t h e r   da y l i ght i ng  m e t h o ds   s uc h   a s   s o l a r   pi pe ,   S u n S c o pe ,   l i g h t   t ub e ,   l i g h t   pi pe ,     a n t ub ul a s ky l i ght   a r e   a l s o   a v a i l a b l e   [29] .     2. 1 .       L i gh t   Tu b e   L i ght   t ra n s m i s s i o n   e ff i c i e n c y   i s   a n   i m po r t a n t   i n di c a t o r   o f   l i ght   t ub e   pe r f o r m a n c e ,   a n i t   de pe n ds   o ge o m e t r y ,   o pt i c a l   pa ra m e t e r s   o f   l i ght   t ub e ,   a n s ky   c o n di t i o ns   [30].   T h e   p ri n c i pl e   o f   gui di n l i g ht   i n   a   t ub e   i s   b a s e o n   m ul t i pl e   r e f l e c t i o n s .   T h e s e   t ub e s   a r e   n o rm a l l y   m a d e   by   a l l oy s   of   a l um i ni u m .   L i g h t   i nt e n s i t y   i s   l o s t   i n   c a s e   of   a n gl e d,   l o n o r   f l e xi b l e   t ube s .   T hi s   r e s e a r c h   f oc us e d   o n   t h e   s i m ul a t i o n   a n s c a l e e xpe r i m e nt s   of  s t ra i g ht   l i g ht   t ub e s   o n   a   r e c t a ngul a r   s u r f a c e   a s   gi v e n   i n   F i g ur e   1.   L i g h t   t ub e s   a r e   us e fo r   t ra n s po rt a t i o n   of  l i g ht   t o   unl i t   po r t i o n s   o f   a   b ui l di ng  w i t h   u ni f o r m   d i s t r i b ut i o n   o f   i l l um i n a t i o n   l e v e l .   T h e   a ppl i c a t i o n   o f   l i ght   t ub e   c a n   b e   c o n s i de r e i n   f a c t o r i e s ,   s c h o o l s ,   w a r e h o us e s ,   i n s t i t u t i o n s ,   c o rri do r s   a n d   o ff i c e s   fo r   c o m m e r c i a l   purpo s e ,   a n i ki t c h e n s ,   l i v i n g   r o o m s ,   s t a i r c a s e s ,   a n d   t o i l e t s   fo r   r e s i de nt i a l   p u r po s e .   In  di f f us e w e a t h e c o n di t i o n s ,   s i l v e c o a t e t ub e s   a r e   us e t o   t r a n s f e m a xi m u m   a m o u n t   o f   s un l i g h t .             F i gu r e   1 .   P ri n c i pl e   o f   l i g ht   gui d i n g   i a   t ub e       2. 2     D i ffu s e r     A   di f f us e r   s c a t t e r s   o s p r e a ds   o ut   l i g ht   u n i f o r m l y ,   l i ke   a   l i ght i ng  s o ur c e .   D i f f us e r s   a r e   o n e   o f   t h e   m a i n   de s i g n   t o o l s   fo r   a l t e r i n g   t h e   (a c o us t i c c o n di t i o n s   of   r o o m s ,   s e m i   e n c l o s e s pa c e s   a n o ut do o r   e n v i r o n m e n t   [ 31].   T r a n s pa r e n c y   w i l l   v a r y   a c c o r di n t o   m a t e ri a l   p r o pe r t i e s .   D e pe ndi n o n   t h e   r e qu i r e us a ge ,   di f fe r e nt   di f f us e r s   a r e   c h o s e n .   F o r   e xa m pl e ,   c l e a r   di f f us e r   (m a de   by   p o l y c a r b o n a t e i s   p r e f e r r e i n   c o rr i do r s   w h e r e   qua nt i t y   of   l i ght   ha s   m o r e   p r i o r i t y .   B ut   f o r   u n i f o r m   da y l i gh t i n g ,   o pa l   di f f us e r s   a r e   us e d.   B y   us i n a   P e r f e c t   R e f l e c t i ng  D i f f us e r   (P R D ),   b r i g h t n e s s   i s   s a m e   f r o m   a l l   po i n t s   o f   v i e w .   S e ve r a l   t y p e s   of   o pt i c a l   di f f us e r s   us i ng  o pa l   g l a s s ,   g r o u n gl a s s ,   h o l o gra p hi c ,   a n d   g r e y e gl a s s   e xi s t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     710     -   719   712   3.   D ES C R I P TI O N   O F   A   C A S E   S TU D Y   D i f fe r e n t   de v i c e s ,   a n a ppl i a n c e s   c o n s um e   e l e c t r i c i t y   w i t h   v a r y i n po w e r .   By   c h oo s i n t o   us e   pow e r   f r o m   a   f r e e   s o ur c e   l i ke   S un ,   o n e   c a n   s a v e   m o r e   e n e r g y .   T h e   m o de s ,   a n du r a t i o n   o a ppl i a n c e s '   us e   de t e r m i n e s   t h e   o ve r a l l   e l e c t r i c i t y   c o n s um p t i o n   [32 ].   D e s i g n e r s /   a r c h i t e c t s   h a v e   a n   o pt i o n   t o   m e a s u r e   a n c a l c ul a t e   t h e   l i g h t i n l e v e l   a n d   de s i g n   b ui l d i n gs   i n   s uc h   a   w a y   t ha t   t h e r e   i s   m i n i m u m   us e   o f   a r t i f i c i a l   l i g ht i ng,   s o   t ha t   t h e   o v e r a l l   e l e c t r i c   l o a w i l l   b e   r e duc e d.   A n   o f f i c e   b ui l di n i B h ub a n e s w a r   i s   c o n s i de r e f o r   t hi s   s t u d y .   It   c o n s i s t s   o f   t h i rt y   i de n t i c a l   p ri v a t e   off i c e s   w h i c h   a r e   c o nn e c t e t hr o ug h   a   c e nt r a l   a i s l e   t ha t   r u n s   a l o n t h e   c e n t r e   o n   a l l   t hr e e   s t o r e y s .     T h e   b ui l di n i s   o r i e n t e a s   N o r t h   a n S o ut h   f a c i n a s   s h o w n   i n   F i gu r e   2.   T h e   l o c a t i o n   a n da y l i g h t i ng  s y s t e m   pa r a m e t e r s   us e f o r   s i m ul a t i o a r e   de s c r i b e i T a b l e s   a nd  2.           F i gu r e   2 .   S ke t c h up   v i s ua l i z a t i o n   o f   t h e   i n v e s t i g a t e o f f i c e   b u i l di ng       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o P a ra m e t e r s   A s s o c i a t e w i t L o c a t i o n   L o c a t i o n   L a t i t u d e   L o n g i t u d e   S k y   c o n d i t i o n   D a y   Bh u b a n e s w a r   2 0 . 2 5   - 8 5 . 8 3   O v e rc a s t   3 0 t h   N o v .     T a b l e   2 .   D a y l i gh t i n g   S y s t e m   P a ra m e t e r s   o f   Ro o m ,   T ub e ,   a nd  D i f f us e r   A i s l e   T u b e   L e n g t h   = 3   m   Re f l e c t a n c e   =   0 . 9 3 4   W i d t h   =   3   m   L e n g t h   =   5 . 8   m   H e i g h t   =   2 . 8   m   D i a m e t e (D =   0 . 5 2   m         F o r   s i m ul a t i o n   w e   h a v e   c o n s i de r e t h e   l e n g t h   o l i ght   t ub e   a s   5. m e t e r s   t o   i l l u m i na t e   t h e   gr o u n o o r   a i s l e ,   b e c a us e   h e i g h t   o f   t w o   f l oo r s   i s   (2. 2 = 5. 6)  m e t e r s ,   a n a n   e xt ra   20  c m   i s   ke p t   p r o t rudi ng  upw a rds   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   S i m ul a t i o n s   a r e   c a rri e o ut   us i ng  a   f r e e   s o f t w a r e ,   H O L IG IL M .   T hi s   us e r   f r i e n d l y     s of t w a r e   gi v e s   a n   o pt i o t o   c h o s e   a n y   o n e   o ut   of   15  s k y   m o de l s   f o r   m e a s u r e m e nt .   H O L IG IL M   w o r ks   w i t l i g ht   t ub e s   of   di ff e r e n t   p r o pe rt i e s   i o n e   s i m u l a t i o n.   T h e   w e a t h e r   c o n d i t i o n   i s   c o n s i de r e a s   o v e r c a s t ,   a nd  t h e   pa r a m e t e r s   f o r   s i m ul a t i o n   a r e   a s   s h o w n   i n   T a b l e   2.   T ra n s m i t t a n c e   of  t h e   di f f us e r   i s   c o n s i de r e t o   be   75  %     fo r   b e t t e pe r f o r m a n c e   [33] .   T h e   l um i n o us   i n t e n s i t y   o f   h o l l ow   l i g h t   gui de s   i s   de t e r m i n e us i n a e xt e n de d   H O L IG IL M   s o l ut i o n   [34 ].             F i gu r e   3 .   L i g ht   t ub e   o f   5. m e t e r s   t o   i l l um i na t e   t h e   g r o u n f l oo r   a i s l e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A nal y s i s   of   l i ght   t u be s   i n   i n t e r i or   da y l i ght i ng   s y s t e m   f or   b ui l di ng   ( B adr i   Nar ay a M ohapa t r a )   713   4.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   S i m ul a t i o n   r e s ul t s   a r e   o b t a i n e b y   v a r y i n p a r a m e t e r s   o f   l i ght   t ub e   a nd  c h a n g i n t h e   po s i t i o n ,   a n d   n u m b e r   o f   t ube s .   T o   s i m pl i fy   t h e   a n a l y s i s   of   r e s ul t s ,   f o l l ow i n r e p r e s e nt a t i o n s   a r e   us e d.   T h e   c i r c um f e r e n c e ,   a n c r o s s e c t i o n a l   a r e a   o f   a   s i n gl e   t ub e   a r e   r e pr e s e nt e by   C1 ,   a nd  A1   r e s pe c t i v e l y .   S i m i l a rl y ,   t h e   c i r c um f e r e n c e ,   a nd  c r o s s e c t i o n a l   a r e a   o f   do ub l e   t ub e   a re   r e p r e s e n t e b y   C2 ,   a nd  A2   r e s pe c t i v e l y .     T h e   i l l u m i na n c e   o g r o und  s u r f a c e   i s   r e p r e s e nt e a s   L ' .     4. 1 .       C as e - 1:   S i n gl e   Li gh t   Tu b e   T h e   g r o un d   s u r f a c e   i s   i l l um i n a t e u ni f o r m l y   o r   di r e c t l y   by   l i ght   t ub e   [35] .   T h e   w o r kpl a n e   i l l u m i na n c e   i s   m o s t   us e f ul l   o ut put   o a i s l e ,   a n i s   s h o w n   i F i g ur e   fo r   a n   i l l um i n a n c e   of   200  L ux.   F o r   a   l i g ht   t ub e   of   h e i g ht   5. 8   m ,   di a m e t e o f   0. 76  m   i s   n e e de t o   ge t   a n   i l l um i n a n c e   o f   200  L ux .   W h e n   a   s i n g l e   l i g h t   t ub e   i s   p l a c e i t h e   m i d dl e   o f   a i s l e ,   t he n   i l l um i n a n c e   de pe nds   o n   di a m e t e r   o t ub e .   A s   s h o w n   i T a b l e   3,   w i t h   i n c r e a s e   o f   t ub e   di a m e t e r,   i l l um i na n c e   a l s o   i n c r e a s e s .           F i gu r e   4 .   W o r kp l a n e   i l l u m i na n c e   o f   a i s l e   by   a   s i n g l e   l i g h t   t u b e   o f   h e i g h t   5. m ,   a nd  d i a m e t e r   0 . 76   m       T a b l e   3 .   I l l u m i na n c e   o f   A i s l e   f o r   D i f fe r e nt   D i a m e t e r s   o f   S i ngl e   L i g h t   T ub e   X Y   P o s i t i o n   D   (m )   L   (l u x )   (1 . 5 , 1 . 5 )   0 . 4 6   55   (1 . 5 , 1 . 5 )   0 . 5 8   100   (1 . 5 , 1 . 5 )   0 . 6 8   150   (1 . 5 , 1 . 5 )   0 . 7 6   200       4. 2 .       C as e - 2:   D o u b l e   L i gh Tu b e   S i n c e   t h e   o f f i c e   a i s l e   i s   3m   × 3 m ,   t w o   l i g h t   t ub e s   c a b e   us e d .   S c h e m a t i c   o f   a c t ua l   w o r ki n g   pl a n e   w i t h   t h e   n u m b e r   o f   t u b e s   i s   s h ow n   i n   F i g u r e   5.   I n   c a s e   o s i n g l e   l i g ht   t ub e ,   i t   i s   pl a c e i n   m i dd l e   o f   t h e   w o r ki n g   pl a n e   w h i c i s   r e p r e s e nt e by   l o c a t i o n   (1 . 5 , 1. 5 c o rr e s po n d i n t o   X ,   a n d   Y   po s i t i o n s .   I c a s e   o f   t w l i g ht   t ub e s ,   t h e s e   a r e   pl a c e a c c o r di n t o   di s t a n c e   be t w e e t h e   t w o   t u b e s .   In   F i g ur e   5,   t h e   po s i t i o n s   o X ,     a n Y   a r e   (1, 1),   a n d   (1 . 8, 1 . 8) .   W h e n   t w o   l i g h t   t ub e s   a r e   us e w i t h o ut   a n y   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   t w o ,   t h e y   a r e   r e f e r e t o   a s   a   `D o ub l e   L i ght   T ub e ' .   E n t ra n c e - po i n t   o f   l i ght   t ub e   us ua l l y   c o m pr i s e s   of   a   d o m e   l oc a t e o n   t h e   r o of   of   t h e   h o us e   o r   o n e   of  i t s   o ut e r   w a l l s .   T h e   f un c t i o n   o f   do m e   i s   c o l l e c t i n a s   m uc h   s unl i g ht   a s   po s s i b l e   i n s i de   t h e   t ub e .   T h e   o t h e r   e n of   t h e   t ub e   h a s   a   d i f f us e r   f o r   s pr e a di ng  t h e   l i g h t   i n s i de   a   r o o m .   L i g h t   t r a n s m i s s i o n   e ff i c i e n c y   i s   gr e a t e s t   w i t h i t h e   b ui l d i n g   i f   t h e   l i g ht   t ub e   i s   s h o rt   a n d   s t ra i g ht   [36] .   F i gu r e   s h o w s   t h e   w o r kpl a n e   i l l u m i na n c e   fo r   200  L ux  us i n a   do ub l e   l i ght   t ub e   of   h e i gh t   5 . m ,   a n di a m e t e r   0 . 58  m   o f   e a c h   t ub e .   T h e   w o r kpl a n e   i l l u m i na n c e   of   t h e   a i s l e   us i n g   do ub l e   l i ght   t ub e   of   di ff e r e n t   di a m e t e r s   i s   s h o w n   i n   T a b l e   4 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     710     -   719   714       F i gu r e   5 .   S c h e m a t i c   v i e w   of   a   r o o m   w i t s i ngl e   l i g ht   t ub e ,   a nd  do ub l e   l i g ht   t ub e           F i gu r e   6 .   W o r kp l a n e   i l l u m i na n c e   o f   a i s l e   by   do u b l e   l i g h t   t ub e   of   h e i g ht   5. 8   m ,   a nd  d i a m e t e 0 . 58   m   f o r   e a c h   t ub e       T a b l e   4 .   I l l u m i na n c e   o f   A i s l e   f o r   D i f fe r e nt   D i a m e t e r s   o f   D o u b l e   L i gh t   T ub e   X Y   P o s i t i o n   X Y   P o s i t i o n   D   (m )   Il l u m i n a n c e   (l u x )   (1 . 2 7 , 1 . 2 7 )   (1 . 7 3 , 1 . 7 3 )   0 . 4 6   110   (1 . 2 4 , 1 . 2 4 )   (1 . 7 6 , 1 . 7 6 )   0 . 5 2   150   (1 . 2 1 , 1 . 2 1 )   (1 . 7 9 , 1 . 7 1 )   0 . 5 8   200       Co m pa r i ng  T a b l e s   a nd  o n e   c a n   e a s i l y   un de r s t a n t ha t   t h e   a i s l e   i l l u m i na c e   i s   o n l y   100  L ux  b y   s i ngl e   l i g ht   t ub e   o di a m e t e r   0 . 58  m .   If   do u b l e   l i gh t   t ub e   i s   us e t h e n   a i s l e   w i l l   b e   i l l u m i na t e w i t h   200  L ux  fo r   a   d i a m e t e r   o f   0. 58  m   e a c h.   A   m i ni m um   i l l um i n a n c e   o f   200  L ux  [37]  i s   c o n s i de r e d   t o   b e   a c c e pt a b l e   fo r   v i s i b i l i t y   i c o rr i do r s .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   o f   T a b l e   a r e   pl o t t e i n   F i gu r e s   a nd  8.   F i gu r e   7   s h o w s   t h e i l l u m i na n c e   a s   a   f un c t i o o f   t o t a l   c i r c um f e r e n c e   o f   l i g h t   t ub e s   a n F i gu r e   8   s h o w s   t h e   s i m ul a t e v a l ue s   o f   i l l u m i na n c e   a s   a   f un c t i o n   o f   c o m pl e t e   c r o s s - s e c t i o n a l   a r e a   o c c upi e by   l i gh t   t ub e s .   I f   w e   c o m pa r e   bo t h   s i n gl e ,   a nd  do ub l e   l i g h t   t ub e s   i n   T a b l e   5,   F i gu r e   7,   a n F i gu r e   8,   i t   i s   f o u n t h a t ,   f o r   t h e   s a m e   v a l ue   of   i l l um i na c e ,     bo t h   c i r c um f e r e n c e ,   a nd  c r o s s e c t i o n a l   a r e a   o f   s i n g l e   l i g ht   t ub e   i s   l e s s   a s   c o m pa r e t o   do ub l e   l i g h t   t ub e .     S i n c e   t h e   c i r c um f e r e n c e   i s   l e s s   fo r   a   s i ngl e   l i g ht   t ub e ,   t h e   qua n t i t y   of   l i ght   t ub e   n e e de i s   l e s s   fo r   a   s i n g l e   l i g ht   t ub e ,   a n h e n c e   i s   e c o n o m i c a l   t ha n   a   do ub l e   l i g h t   t ub e .   M ul t i pl e   t ub e s   c a n   b e   us e w h i c h   w i l l   de pe n o n   r o o m   s i z e   a n d   c h o i c e   of   a r c h i t e c t u r a l   de s i g n e r.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A nal y s i s   of   l i ght   t u be s   i n   i n t e r i or   da y l i ght i ng   s y s t e m   f or   b ui l di ng   ( B adr i   Nar ay a M ohapa t r a )   715   T a b l e   5 .   Co m p a r i s i o n   b e t w e e n   s i ngl e   a n d   do ub l e   l i g ht   t ub e                         F i gu r e   7 .   I l l u m i na n c e   o f   s i n g l e   a nd  do ub l e   l i g ht   t ub e s   w i t h   r e s pe c t   t o   t o t a l   c i r c um f e r e n c e   o f   l i g h t   t ub e s     F i gu r e   8 .   I l l u m i na n c e   o f   s i n g l e   a nd  do ub l e   l i g ht   t ub e s   w i t h   r e s pe c t   t o   c o m pl e t e   c r o s s e c t i o n a l   a r e a   o c c upi e by   l i ght   t ub e s         4. 3 .       C as e - 3:   Tw o   S e p ar ate   Li gh Tu b e   In   t h i s   c a s e   a   t ub e   di a m e t e r   o f   0. 52  m   i s   us e d,   b ut   t w o   t ube s   a r e   pl a c e n e a r e r   t o   t h e   w a l l s   w i t h   a   di s t a n c e   o f   10  c m   f r o m   w a l l s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   9.   A   m a xi m um   i l l um i na n c e   of   120  L ux  i s   ob t a i n e o n   t h e   d o o r   a s   s h o w n   i F i gu r e   1 0.   T hi s   i s   n o t   a dv a n t a ge o us   a s   c o m pa r e t o   do ub l e   l i ght   t ub e ,   s i n c e   t h e   l e v e l   o i l l u m i na n c e   i s   l o w e r   by   30  L ux.   A   do ub l e   l i g h t   t ub e   i m i dd l e   po s i t i o n   p r o v i de s   un i f o r m i t y   a s   w e l l .     W e   c o n c l ude   t ha t   ha v i n t w o   s e pa r a t e   l i g ht   t ub e s   gi v e s   n o   a dv a n t a ge   i n   c o m pa ri s o n   w i t h   a   do ub l e   l i g ht   t ub e   i n   t h e   m i dd l e .           F i gu r e   9 .   S c h e m a t i c   o f   t w o   s e pa ra t e   l i g ht   t ub e s   w i t r e s pe c t   t o   w o r kpl a n e     F i gu r e 10.   O ut p ut   o b t a i n e d   f r o m   t w o   s e pa r a t e   l i g h t   t ub e s   o n   t h e   w o r kpl a n e       A   di a m e t e r   o f   0. 76  m   f o r   t h e   s i n gl e   l i g ht   t ub e   i s   s uf f i c e n t   f o r   t h e   a b ov e   m e n t i o n e c a s e   t o   i l l um i n a t e   t h e   a i s l e   p r o pe r l y   w i t a   v i s i b i l i t y   of   200  L ux.   F r o m   e x pe r i m e n t a l   po i nt   o f   v i e w ,   a n y   i n s t a l l a t i o n s   o r   i n s ul a t i o n s   a r e   n o t   r e qui r e f o r   l i g ht   t ub e s ,   a n a r e   s pe c i a l l y   us e f ul   i n   a i s l e s ,   a nd  b a t hr o o m s   t h a t   do   n o t   h a v e   di r e c t   a c c e s s   t o   s unl i g ht .   T h e s e   s t ruc t u r e s   r e duc e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   a n d   s a v e   e l e c t r i c i t y .     L (l u x )   C 1 (m )   A 1 (m 2 )   C 2 (m )   A 2 (m 2 )   110   1 . 8 8 0   0 . 2 8 2   2 . 8 9   0 . 3 3 2   130   2 . 0 1 0   0 . 3 2 1   3 . 0 1 6   0 . 3 6 0   150   2 . 1 3 6   0 . 3 6 3   3 . 2 6   0 . 4 2 4   160   2 . 1 9 9   0 . 3 8 4   3 . 3 8   0 . 4 5 8   200   2 . 3 8 7   0 . 4 5 3   3 . 6 4   0 . 5 2 8   220   2 . 4 5 0   0 . 4 7 7   3 . 7 6   0 . 5 6 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     710     -   719   716   5.   P R O TO T Y P D ES I G N   A N D   I M P LE M EN TA TI O N   A   p r o t o t y pe   of   t h e   s i m u l a t e a i s l e   i s   de s i g n e a n s e t up   us i n g   pl y w o o d.   It   i s   i m pl e m e n t e t o   v a l i da t e   t h e   o b t a i n e s i m u l a t i o r e s ul t s .   It   i s   m o de l e w i t h   r e duc e di m e n s i o n s   w h i c h   ha v e   a   f i xe r a t i o   o 1: 15  w i t h   t h e   s i m ul a t i o n   m o de l .   T h e   p r o t o t y p e   i s   e xpe c t e t o   e n a b l e   e s t i m a t i o n   o f   a c t ua l   l i g ht   l e v e l s   (L ux)   r e s ul t i n f r o m   a   t ub e   of   c h o s e n   di m e n s i o n s .   D i f fe r e nt   pa ra m e t e r s   h a t o   be   c o n s i de r e w h i l e   m o de l i n t h e   pr o t o t y p e .   A   l u xm e t e r   w a s   us e t o   m e a s u r e   t h e   i l l um i na n c e   l e ve l s   i t h e   p r o t o t y pe .   M e a s ur e m e n t s   w e r e   t a ke n   i n   a n   i n t e rm e di a t e   s ky   c o n di t i o n.   F i gu r e   11  s h o w s   ph o t o gra p h s   o f   a l u m i ni u m   l i g ht   t ub e s   of   di ff e r e n t   di a m e t e r s   w h i c a r e   us e i n   t h e   pr o t o t y p e s   i m pl e m e n t e w i t h   a   s i ngl e   l i g ht   t ub e ,   a n a   do ub l e   l i g h t   t ub e .   L e n gt h   o a l l   t h e   t ub e s   i s   386  m m .   T h e   b o t t o m   p o r t i o n   o f   t ube s   i s   c ove r e w i t h   d i f f us e r s ,   b ut   do m e s   a t   t h e   t o c o ul n o t   b e   fo un f o r   s uc h   s m a l l   di m e n s i o n s .   A   15  c m   s c a l e   i s   pl a c e a l o n s i de   t h e   t ub e s   t o   gi ve   a n   i m p r e s s i o n   o f   t h e   a pp r o xi m a t e   l e ngt h,   a n di a m e t e r   o f   t h e   t ub e s .           F i gu r e   11 .   A l um i n i um   t ub e s   us e t o   i m pl e m e nt   p r o t o t y pe s   of  s i n g l e ,   a n d   do ub l e   l i g h t   t ub e s   of   di a m e t e r s   25  m m ,   4 0   m m   a nd  50  m m       F i gu r e   12  a n F i g u r e   13  a r e   p h o t o gr a p h s   o f   i m pl e m e n t e pr o t o t y p e s   fo r   s i n gl e ,   a n do ub l e   l i ght   t ub e s   r e s pe c t i ve l y .   T o t a l   l e n g t h   o f   t h e   p r o t o t y pe   c o r r e s po n d s   t o   a   s e c t i o n   c o n s i s t i ng  o f   a   s i n g l e   n o r t b l o c k   r o o m ,   a n   a i s l e ,   a nd  a   s i ngl e   s o ut h   b l o c r o o m .   T h e   i nt e r i o of   t h e   p r o t o t y pe   i s   de s i gn e i n   s uc h   a   w a y   t h a t   l i g ht   c a n o t   e n t e t h e   a i s l e   f r o m   e i t h e n o rt o r   s o ut r o o m s .       5. 1 .       C as e - 1:   S i n gl e   Li gh t   Tu b e   S unl i g ht   i s   c o l l e c t e di r e c t l y   w i t h o ut   a   do m e   a n i s   t ra n s m i t t e do w n   by   m ul t i pl e   s pe c ul a r e f l e c t i o n s   t o   t h e   i n t e r i o r   o r   c o r e   o f   t h e   r o o m .   I t   w a s   de c i d e t o   i m p l e m e n t   a   p r o t o t y pe   m o de l   t ha t   w o ul d   e n a b l e   m e a s u r e m e nt   o f   i l l u m i na n c e   l e v e l s   (L ux)  w i t a   p r o pe r   a s pe c t   r a t i o   a s   t ha t   o f   o ur   s i m u l a t i o m o de l .   A n   a l u m i ni u m   t ub e   w i t h   a   h e i g h t   o f   386  m m ,   a nd  di a m e t e r   o f   50  m m   i s   de s i g n e d.   T h e   t ub e   i s   pl a c e i m i dd l e   o f   t h e   a i s l e   a s   s h o w n   i F i gu r e   12.             F i gu r e   12 .   I m p l e m e nt e p r o t o t y p e   w i t a     s i ngl e   l i g ht   t ub e     F i gu r e   13 .   I m p l e m e nt e p r o t o t y p e   w i t a     do ub l e   l i ght   t ub e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A nal y s i s   of   l i ght   t u be s   i n   i n t e r i or   da y l i ght i ng   s y s t e m   f or   b ui l di ng   ( B adr i   Nar ay a M ohapa t r a )   717   5. 2 .       C as e - 2:   D o u b l e   L i gh Tu b e   T o   de c i de   o n   c o n f i gura t i o n   a nd  s i z e   o f   l i gh t   t ub e s   n e c e s s a r y   fo r   a   p r o t o t y pe   o r   a   r e a l   m o de l   t h e   f a c t o r s   t o   b e   t a ke n   i n t o   c o n s i de r a t i o a r e   t y p e   of   t ub e s   b e i n us e d,   s i z e   o f   t h e   r o o m ,   a n d   e xt e rna l   i l l u m i na n c e .   If   a   r o o m   ha s   w i n do w s   w h i c h   r e c e i v e   i l l um i n a n c e ,   c o nt r i b ut i o n   c a n   b e   a dde w i t h   l i g ht   t ub e s   t o   i n c r e a s e   t h e   l i g ht   (L ux)   l e v e l .   W h e n   c o n n f i gu ra t i o n ,   a n s i z e   o f   a   r o o m   v a r i e s ,   i t   i s   di f f i c ul t   t o   de t e r m i n e   t h e   r e qui r e l e ngt h,     a n d i a m e t e o f   a   l i g ht   t ub e   fo r   a   g i v e n   i l l u m i na n c e   v a l ue .   P re di c t i o n   o f   t h e   r e qui r e d   v a l ue s   b e c o m e s   p o s s i b l e   w i t h   t h e   a i o f   de s i gn  t o o l s ,   o by   e xpe r i e n c e pe r s o nn e l .   G i v i n p r i o ri t y   t o   i n s t a l l a t i o n   o f   l i g ht   t ub e s ,   e l e c t r i c   l i g ht i n g   r e qui rm e n t   r e duc e s   t o   a   m i ni m u m   i f   t h e   l i g ht   t ub e s   a r e   c o n f i gu r e c o rr e c t l y .   By   pr o pe r l y   i n s t a l l i n g   l i g ht   t ub e s ,   e n e r gy   b i l l s   s ha l l   r e duc e   w h i c i s   b e n e f i c i a l   t o   t he   e n v i r o n m e nt   a s   w e l l .     T o   ve r i fy   t h e   i l l u m i n a n c e   v a l ue s   ob t a i n e by   m e a s ur e m e n t ,   s i m ul a t i o n s   w e r e   c a rr i e o ut   w i t h   t h e   s a m e   di m e n s i o n s   a s   t h a t   o f   t h e   pr o t o t y pe .   T h e r e   w a s   n o   pr o vi s i o n   t o   de s i gn   s i m ul a t i o n   m o de l s   fo r   l i g h t   t ub e s   of   di a m e t e r   l e s s   t ha n   40  m m   w i t h   t h e   s i m ul a t i o n   t o o l   us e h e r e .   T a b l e   s h o w s   t h e   ob t a i n e i l l u m i na n c e   v a l ue s   f r o m   t h e   p r o t o t y pe ,   a n s i m u l a t i o n s .   H e r e ,   t h e   L m 1 ,   L s o 1   a n L m 2 ,   L s o 2   v a l ue   w ri t t e i t e rm s   o f   l ux.       T a b l e   6 .   M e a s u r e a n d   S i m ul a t e Il l um i n a n c e , V a l ue s   f o r   P ro t o   T y pe   D i m e n s i o n s   D (m m )   C 1 (m )   A 1 (m 2 )   Lm 1   L s o 1   C 2 (m )   A 2 (m 2 )   Lm 2   L s o 2   25   0 . 0 7 8   0 . 0 0 0 5   12   -   0 . 1 5 6   0 . 0 0 1 0   70   -   40   0 . 1 2 6   0 . 0 0 1 2   85   100   0 . 2 5 3   0 . 0 0 2 4   325   200   50   0 . 1 5 7   0 . 0 0 1 9   159   180   0 . 3 1 5   0 . 0 0 3 8   462   320       6.   LI G H TI N G   D ES I G N   WI T H   LED S   L E D s   a r e   us e f ul   t o   s uppl e m e nt   l i g h t i n w h e n   t h e   i n t e rna l   i l l u m i n a n c e   go e s   b e l ow   t h e   m i ni m um   v a l ue ,   a s   i n i g ht   t i m e .   S i m ul a t i o n   o f   l i g h t i n g   de s i g n   w i t L E D s   o D IA L ux  s o f t w a r e   i s   us e f o r   t hi s   s t udy .   T h e   s a m e   b ui l di ng  a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3   i s   c o n s i de r e i n   t hi s   s i m ul a t i o n   a l s o .   T w e l ve   L E D s ,   e a c w i t h   a   l um i n o us   e ff i c i e n c y   of  42. L m / W   a r e   us e i n   b o t h   s o ut h ,   a n n o rt h   o ff i c e s .   S e ve n t y   f i v e   s uc h   L E D s   a r e   us e i n   t h e   w h o l e   a i s l e   t o   ge t   de s i r e i l l u m i na n c e   of   a ppr o xi m a t e l y   200  L ux.   F i gu r e   14  s h o w s   t h e   po s i t i o n   o L E D s   (do t s   n e a r   t h e   r o of ),   w h i c h   i s   de s i g n e w i t h   D IA L u x.   Il l um i na n c e   o n   t h e   w o r kpl a n e   i s   i n di c a t e b y   di f fe r e nt   c o l o ur s   r e p r e s e n t i n g   v a r y i n i l l um i n a n c e   l e v e l s   i t h e   s a m e   f i gu r e .             F i gu r e   14 .   L E D   a rra nge m e nt   a n d   o ut put   o w o r kpl a n e   i s o ut h ,   n o rt h   a n d   a i s l e   o f   t h e   b ui l di ng       A   c o m pa ra t i v e   s t ud y   of   l i ght i n g   t e c hn o l o gi e s   [38]  i s   s h o w n   i n   T a b l e   7.   B a s e o n   a v a i l a b l e   da t a   T a b l e   7,   e n e r gy   c o n s e r v a t i o n   w i t h   t h e   us e   o f   l i gh t   t ub e s   i n   t h e   a i s l e s   i s   e s t i m a t e by   c o n s i de r i n m i ni m um   pow e r   c o n s um pt i o n   o f   L E D s .   S i n c e   t h e   r e qu i r e i l l u m i na n c e   i n   a i s l e s   i s   200   L ux,   i t   i s   a s s um e d   t ha t   a   W a t t   L E D   w o ul be   s u ff i c i e n t .   P o w e r   c o n s um e by   L E D s   (75  L E D s     W a t t s / L E D i s   225  W a t t s .     E n e rgy   c o n s um pt i o n   by   t h e s e   L E D s   f o r   a   d a y   (8  h o ur s ) ,   w h e n   d a y l i g ht   i s   a v a i l a b l e ,   a m o u n t s   t o   1 . K W h .     F o r   a l l   a i s l e s   i n   t h e   b ui l d i n g ,   e n e r gy   c o n s um pt i o n   w oul b e   5. K W h.   A c c o un t i n g   f o r   w e e ke n ds ,     a n h o l i da y s ,   t h e   n um b e o f   w o r ki n g   da y s   i a y e a w o ul b e   a pp r o xi m a t e l y   250.   H e n c e ,   po w e r   c o n s um pt i o n   by   L E D s   i n   t h e   a i s l e s   f o r   a   w h o l e   y e a r   w o ul b e   1350  K W h .   R e s e a r c h e r s   a r e   a l s o   w o r ki n o di f fe r e nt   s o l a P V   g r i po i n t   s y s t e m   t o   r e duc e   a n s a v e   e n e rg y   [39,   4 0].   D a y l i g h t i ng  c a r e duc e   t h e   s c a r c i t y   of   e n e r gy   [41]  a n d   s a v i n g   e n e r gy   i s   t h e   huge   r e qui r e m e nt   t o   t hi s   w o r l [ 42] .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     710     -   719   718   T a b l e   7 Co m p a r a t i v e   S t udy   of   M o de r n   L i g h t i n g   S y s t e m s   [3 8]   T y p e   P o w e c o n s u m e d   ( w a t t s )   Il l u m i n a n c e   (l u x )   In c a n d e s c e n t   40   400 - 500   CF L   8   t o   1 2   400 - 500   LED   6   t o   9   400 - 500       7.   C O N C LU S I O N   D i f fe r e n t   l i g ht   t ub e s   a r e   s i m u l a t e a n a na l y s e by   v a r y i n di a m e t e r,   l e n gt h   a n d i f f us e r   r e a c t a n c e .   S i m ul a t i o n   i s   do n e   us i n a   s i n gl e   l i g h t   t ub e   a n do ub l e   l i ght   t ub e s   i n   a   r o o m .   S i m u l a t i o n   r e s l t s   s h o w   t h a t   s i ngl e   l i g h t   t ub e   i s   b e t t e r   a s   c o m pa r e t o   do ub l e   o r   t w o   s e pa ra t e   l i g h t   t ub e s .   P r o t o t y pe   of   s i n g l e   l i g ht   t ub e   a n do ub l e   l i gh t   t ub e   ha v e   b e e n   de s i g n e a nd  i m pl e m e nt e f or   e xpe r i m e n t a l   p u r po s e .   R e s ul t s   ob t a i n e f r o m   e xpe r i m e nt s   a r e   c o m pa r e w i t s i m ul a t i o n .       R EF ER EN C ES     [ 1]   R .   H o pk i ns o n,   G .   P e t h e r br i dg e ,   D a y l i g ht i ng   ( 19 66) .   [ 2]   S .   C .   P .   P l y m pt o n,   K .   E ps t e i n .   " D a y l i g ht i ng   i s c ho o l s :   i m pr o vi ng   s t ude n t   p e r f o r m a nc e   a nd  h e a l t h   a t   a   pr i c e   s c ho o l s   c a a f f o r d ,"   P r oc e e di ng s   of   t he   A m e r i c an  So l ar   E ne r g y   S oc i e t y   C on f e r e nc e ,   M a d i s o n,   W i s c o ns i n,   20 00 .   [ 3]   G .   K i m ,   J .   T .   K i m ,   " H e a l t hy - da y l i g ht i ng   de s i g f o r   t he   l i v i ng   e nv i r o nm e n t   i a pa r t m e nt s   i n   K o r e a ,"   B ui l d i ng  a nd   E nv i r onm e nt v o l .   45 ,   no .   2 ,   pp .   287 - 29 4 ,   20 10 .   [ 4]   M .   V .   L a ps a ,   L .   C .   M a xe y ,   D .   D .   E a r l ,   D .   L .   B e s h e a r s ,   C .   D .   W a r d,   J .   E .   P a r k s ,   " H y br i s o l a r   l i g ht i ng   pr o v i de s   e ne r g y   s a v i ng s   a n r e d uc e s   w a s t e   he a t , "   E ne r gy   E ng i ne e r i n g ,   v o l .   1 04 ,   no .   4 ,   p p.   7 - 20 ,   2007 .   [ 5]   L .   W hi t e h e a d ,   " O v e r v i e w   o f   ho l l o w   l i g ht   g ui de   t e c hno l o g i e s   a nd  a pp l i c a t i o n ,"   P r oc e e di ngs   i i nt e r na t i ona l   c onf e r e nc e   o day l i ght i n t e c hno l og i e s   f o r   e ne r gy   e f f i c i e nc y   i b ui l di ng s ,   1 998 .   [ 6]   P .   S w i f t ,   G .   S m i t h ,   " C y l i ndr i c a l   m i r r o r   l i g ht   p i pe s , "   So l ar   E ne r gy   M a t e r i a l s   a nd  So l ar   C e l l s ,   v o l .   36 ,   no .   2 ,     pp.   15 9 - 168 ,   1 995 .   [ 7]   M .   K o c i f a j ,   S .   D a r u l a ,   R .   K i t t l e r ,   " H o l i g i l m :   H o l l o w   l i g ht   g u i de   i nt e r i o r   i l l um i n a t i o m e t ho d   -   a a na l y t i c   c a l c ul a t i o a pp r o a c f o r   c y l i ndr i c a l   l i g ht - t ub e s , "   S ol ar   e ne r gy ,   v o l .   82 ,   no .   3 ,   p p.   24 7 - 259 ,   2 008 .   [ 8]   D .   C a r t e r ,   " T h e   m e a s ur e a nd  pr e di c t e pe r f o r m a nc e   o f   pa s s i v e   s o l a r   l i g ht   p i pe   s y s t e m s ,"   L i gh t i ng  R e s e ar c a nd   T e c hnol o gy ,   v o l .   34 ,   no .   1 ,   pp .   39 - 51 ,   2 002 .   [ 9]   S .   D u t t o n,   L .   S ha o ,   " R a y t r a c i ng   s i m u l a t i o f o r   pr e di c t i ng   l i g ht   p i p e   t r a n s m i t t a nc e , "   I nt e r na t i ona l   J our nal   of   L ow - C ar bon   T e c hn ol o gi e s v o l .   2 ,   no .   4 ,   pp .   3 39 - 358 ,   200 7 .   [ 10]   L .   S ha o ,   A .   A .   E l m ua l i m ,   I .   Y o ha nne s ,   " M i r r o r   l i g ht p i pe s :   da y l i g ht i ng   pe r f o r m a nc e   i r e a l   bui l d i ng s , "   L i g ht i ng   R e s e ar c a nd   T e c hno l og y ,   v o l .   30 ,   no .   1 ,   p p.   37 - 44 ,   199 8 .   [ 11]   I .   Y o ha nne s .   E v al uat i o o f   t he   pe r f o r m an c e   of   l i g ht - p i pe s   u s e i n   of f c e s .   N o t t i ng ha m   U ni v e r s i t y .   [ 12]   G .   O a kl e y ,   S .   R i f f a t ,   L .   S ha o ,   " D a y l i g ht   p e r f o r m a nc e   o f   l i g ht p i pe s , "   So l ar   E ne r g y v o l .   69 ,   no .   2 ,   pp.   89 - 98 ,   20 00 .   [ 13]   D .   M .   K e nne dy ,   F .   O R o ur ke ,   " E xpe r i m e nt a l   a na l y s i s   o f   a   s c a l e d,   m ul t i a p e r t ur e ,   l i g ht - p i pe ,   da y l i g ht i ng   s y s t e m , "   Sol a r   E ne r gy ,   v o l .   122 ,   pp .   181 - 19 0 ,   20 15 .   [ 14]   X .   Z ha ng ,   T .   M une e r ,   J .   K ub i e ,   " A   de s i g g ui de   f o r   pe r f o r m a nc e   a s s e s s m e n t   o f   s o l a r   l i g h t - pi pe s , "   L i gh t i n R e s e ar c a nd   T e c hno l og y v o l .   34 ,   no .   2 ,   p p.   14 9 - 168 ,   2 002 .   [ 15]   O .   B .   H .   H a n ne bo r g ,   A ppa r a t u s   f o r   t r a ns m i t t i ng   s unl i g ht   t o   ba s e m e n t s   o r   o t he r   s t o r i e s ,   U S   P a t e n t   6 68, 404   F e b.   1 9 ,   19 01.   [ 16]   M .   S m a r t ,   J .   B a l l i ng e r ,   " T r a c ki ng   m i r r o r   be a m   s un l i g ht i ng   f o r   de e i n t e r i o r   s p a c e s , "   S ol a r   E ne r gy ,   v o l .   30 ,   no .   6   pp.   52 7 - 536 ,   1 983 .   [ 17]   C .   B a r o nc i ni ,   O .   B o c c i a ,   F .   C he l l a ,   P .   Z a z z i ni ,   " E xp e r i m e n t a l   a na l y s i s   o a   1 :   s c a l e   m o de l   o f   t he   do ubl e   l i g ht   pi pe ,   a n   i nno v a t i v e   t e c hno l o g i c a l   d e v i c e   f o r   da y l i g ht   t r a n s m i s s i o n, "   Sol a r   e ne r gy ,   v o l .   84 ,   no .   2 ,   pp .   29 6 - 307 ,   2 010 .   [ 18]   I .   E dm o nds ,   G .   M o o r e ,   G .   S m i t h ,   P .   S w i f t ,   " D a y l i g ht i ng   e nha nc e m e nt   w i t l i g ht   p i pe s   c o upl e d   t o   l a s e r - c ut   l i g ht - de e c t i ng   pa n e l s , "   L i gh t i n R e s e ar c and   T e c hno l o gy ,   v o l .   27 ,   no .   1 ,   pp .   27 - 35 ,   1 995 .   [ 19]   S .   D a r ul a ,   M .   K o c i f a j ,   J .   M o he l n i ko v a ,   '" H o l l o w   l i g ht   g ui de   e f f i c i e nc y   a nd  i l l um i na nc e   di s t r i b ut i o o t he   l i g ht - t ube   b a s e   u nde r   o v e r c a s t   a nd  c l e a r   s ky   c o ndi t i o ns , "   O pt i k - I n t e r na t i onal   J our n al   f or   L i gh t   and  E l e c t r on  O p t i c s ,   v o l .   124 ,   no .   17 ,   pp .   3165 - 31 69 ,   2 013 .   [ 20]   R .   C a nz i a ni ,   F .   P e r o n,   G .   R o s s i ,   " D a y l i g ht   a nd  e n e r g y   pe r f o r m a nc e s   o f   a   ne w   t y pe   of   l i g ht   pi p e , "   E ne r g y   and   B ui l di ngs v o l .   36 ,   no .   11 ,   no .   11 63 - 1176 ,   200 4 .   [ 21]   D .   J e nki ns ,   T .   M une e r ,   J .   K ub i e ,   " A   de s i g t o o l   f o r   pr e d i c t i ng   t he   pe r f o r m a nc e s   o f   l i g ht   pi pe s , "   E ne r gy   an bui l d i ngs .   v o l .   37 ,   no .   5 ,   p p.   48 5 - 492 ,   2 005 .   [ 22]   D .   J e nk i ns ,   T .   M une e r ,   " M o de l l i ng   l i g ht - p i pe   pe r f o r m a nc e s a   na t ur a l   da y l i g ht i ng   s o l ut i o n , "   B ui l d i ng   and   E nv i r onm e nt   v o l .   38 ,   no .   7 ,   pp.   9 65 - 972 ,   2003 .   [ 23]   C .   B a r o nc i ni ,   F .   C he l l a ,   P .   Z a z z i ni .   " N um e r i c a l   a nd  e x pe r i m e n t a l   a na l y s i s   o f   t he   do ubl e   l i g ht   pi p e ,   a   ne w   s y s t e m     f o r   da y l i g ht   d i s t r i bu t i o i i n t e r i o r   s pa c e s , "   I n t e r nat i on al   J ou r na l   o f   L ow - C a r bon   T e c hno l og i e s v o l .   3 ,   no .   2 ,     pp.   11 0 - 125 ,   2 008 .   [ 24]   O .   B o c c i a ,   F .   C he l l a ,   P .   Z a z z i ni .   " N um e r i c a l   a na l y s i s   o n   da y l i g ht   t r a ns m i s s i o a nd  t h e r m a l   c o m f o r t     i t he   e nv i r o nm e n t s   c o nt a i n i ng   de v i c e s   c a l l e do ub l e   l i g ht   p i pe s ,"   W or l R e ne w abl e   E ne r gy   C ongr e s s -   Sw e de n 8 - 13  M a y ,   201 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A nal y s i s   of   l i ght   t u be s   i n   i n t e r i or   da y l i ght i ng   s y s t e m   f or   b ui l di ng   ( B adr i   Nar ay a M ohapa t r a )   719   [ 25]   M .   S a bi ha ,   R .   S a i du r ,   S .   M e kh i l e f ,   O .   M a h i a n ,   " P r o g r e s s   a nd   l a t e s t   de v e l o pm e n t s   o f   e v a c ua t e t ub e   s o l a r   c o l l e c t o r s , "   R e ne w abl e   and   Su s t a i n abl e   E ne r gy   R e v i e w s ,   v o l .   51 ,   p p .   1038 - 10 54 ,   2 015 .   [ 26]   M .   A l - M a r w a e e ,   D .   C a r t e r ,   " T ubu l a r   g ui da nc e   s y s t e m s   f o r   da y l i g ht :   A c hi e v e a nd  pr e d i c t e i ns t a l l a t i o pe r f o r m a nc e s , "   A p pl i e e ne r gy ,   v o l .   83 ,   no .   7 ,   pp .   774 - 788 ,   200 6 .   [ 27]   B .   M a l e t - D a m o ur ,   H .   B o y e r ,   A .   H .   F a kr a ,   M .   B o j i c .   " L i g ht   p i pe s   p e r f o r m a nc e   p r e di c t i o n:   i nt e r   m o de l   a n e xpe r i m e nt a l   c o nf r o nt a t i o n   o v e r t i c a l   c i r c u l a r   l i g ht - g ui d e s ,"   E ne r g y   P r oc e di a ,   v o l .   57 ,   pp .   197 7 - 1986 ,   2014 .   [ 28]   M .   R .   K um a r ,   " A   r e v i e w   o f   o pt i c a l   f i be r s   f o r   da y l i g ht i ng , "   I n t e r nat i ona l   J ou r na l   o f   I n s t r um e nt a t i on  E l e c t r i c a l   E l e c t r oni c s   E ng i ne e r i n g,   v o l .   1 .   no   2 ,   M a r   2013 .   [ 29]   L i g ht   t ub e   @O N L I N E   ( 201 6) .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a bl e :   ht t ps : / / e n . w i ki p e di a . o r g / w i ki / L i g ht t u be .   [ 30]   L .   K o m a r ,   S .   D a r ul a ,   " D e t e r m i na t i o o f   t he   l i g ht   t ub e   e f f i c i e nc y   f o r   s e l e c t e o v e r c a s t   s ky   t y pe s , "   Sol a r   E ne r gy v o l .   86 ,   v o l .   1 ,   pp .   157 - 163 ,   201 2 .   [ 31]   T .   J .   C o x,   P .   D ' a nt o ni o ,   A c ous t i c   ab s or be r s   and   di f f us e r s :   t he or y ,   d e s i gn  and   ap pl i c a t i on ,   C r c   P r e s s ,   20 09 .   [ 32]   C .   F i s c he r ,   " F e e db a c o ho us e ho l e l e c t r i c i t y   c o ns um pt i o n:   a   t o ol   f o r   s a v i ng   e n e r g y ? , "   E ne r gy   e f f i c i e nc y ,   v o l .   1 no .   1 ,   pp.   79 - 104 ,   2 008 .   [ 33]   B .   M a l e t - D a m o ur ,   H .   B o y e r ,   A .   F a kr a ,   M .   B o j i c "L i g ht   pi pe s   pe r f o r m a nc e   pr e d i c t i o n:   i nt e r   m o de l   a nd   e xpe r i m e nt a l   c o nf r o nt a t i o n   o v e r t i c a l   c i r c u l a r   l i g ht - g ui d e s , "   20 13   I SE s ol ar   w or l d   c o ngr e s s ,   20 13   [ 34]   M .   K o c i f a j ,   F .   K und r a c i k ,   " L um i no us   i n t e n s i t y   s o l i o f   t ub ul a r   l i g ht   g ui d e   a nd  i t s   c ha r a c t e r i z a t i o us i ng   a s y m m e t r y   pa r a m e t e r , " S ol a r   E ne r gy ,   v o l .   85 ,   no .   9 ,   pp .   200 3 - 2010 ,   2011 .   [ 35]   F .   R .   D i c ks o n,   D .   P .   C he v a l i e r ,   M .   D a l e y - F e l l .   L i g ht - t ub e   r u nni ng   bo a r l i g ht i ng ,   uS   P a t e n t   5 , 915 , 8 30  J u n.   29   1999 .     [ 36]   R .   H a r t ung i ,   " E ne r g y - e f f i c i e nt   l i g ht i ng   de s i g n:   A   c a s e   s t udy   i a e xc l us i v e   s pa   p r o j e c t , "   J ou r na l   of   B u i l di ng   A ppr a i s al ,   v o l .   4 ,   no .   4 ,   pp .   2 87 - 299 ,   200 9 .   [ 37]   M .   V .   N i e l s e n,   S .   S v e nds e n,   L .   B .   J e n s e n ,   " Q u a nt i f y i ng   t he   po t e n t i a l   o f   a ut o m a t e dy na m i c   s o l a r   s h a di ng   i o f f i c e   bui l d i ng s   t hr o ug i nt e g r a t e d   s i m ul a t i o ns   o f   e n e r g y   a nd  d a y l i g ht , "   S ol ar   E ne r g y ,   v o l .   85 ,   no .   5 ,   pp .   7 57 - 768 ,   201 1 .   [ 38]   S .   C ha k r a b o r t y ,   " A   c om pa r a t i v e   s t udy   o t he   c o ns um pt i o be ha v i o ur   o f   m o de r t e c hno l o gy   l i g ht i ng , "   i G l obs y n   M an age m e nt   C on f e r e nc e   201 5 v o l .   1,   A l l i e d   P ub l i s h e r s ,   201 6 ,   pp .   154.   [ 39]   M .   R e y a s udi n   B a s i r   K ha n,   J .   P a s up ul e t i ,   J .   A l - F a t t a h ,   a nd  M .   T a h m a s e b i ,   " O pt i m a l   g r i dc o nne c t e d   P V   s y s t e m   f o r   a   c a m pus   m i c r o g r i d , "   I ndo ne s i a n   J o ur n a l   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a nd  C o m put e r   S c i e nc e   ( I J E E C S ) ,   v o l .   12 ,   no .   3 ,   pp.   89 9 - 906,   2 018 .   [ 40]   S .   K um a r i ,   S .   Y .   K um a r ,   " A   no v e l   a ppr o a c o f   c o nt r o l l i ng   t he   s o l a r   pv   i n t e g r a t e hy br i dm ul t i l e v e l   i nv e r t e r , "   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   I nf or m a t i c s   ( I J E E I ) ,   v o l .   6 ,   no .   2 pp .   143 - 151 ,   201 8 .   [ 41]   B .   N .   M o ha pa t r a ,   M .   R .   K um a r ,   S .   K .   M a n da l ,   R .   K .   M o ha pa t r a ,   " D a y l i g ht   f a c t o r   a na l y s i s w i t s l a t   a ng l e   c o nt r o l   f o r   g l a r e   r e d uc t i o i a   t h r e e   s t o r i e o f f i c e   bui l d i ng , "   I nt e r n at i on al J ou r nal   o f   A pp l i e E ngi ne e r i ng  R e s e ar c h v o l .   13 no .   15 ,   pp .   1204 0 - 12046 ,   201 8 .   [ 42]   H .   A .   A .   W a r d e ko ,   " L o w   c o s t   s o l a r   e n e r g y   e f f i c i e nc y   f o r   de s a l i na t i o s y s t e m   us i ng   s i m ul a t i o nm a t l a b ,"   J our n al   of   T e l e m at i c s   a nd   I n f o r m at i c s ,   v o l .   6 ,   no .   1 ,   p p.   1 - 6 ,   2 018 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       B a dr i   N a r a y a M o ha pa t r a   s t a r t e h i s   r e s e a r c o c o m m uni c a t i o i C e n t u r i a U n i v e r s i t y ,   O di s h a .   H e   di h i s   B . E .   f r o m   B e r h e m pu r   U n i v e r s i t y   a nd  M . T e c f r o m   B i j P a t t n a i k   U n i v e r s i t y   o f   T e c hn o l o gy ,   O di s ha .   H i s   r e s e a r c a r e a   c o v e r s   L i g ht   pr o pa g a t i o n,   D i g i t a l   S i g na l   a nd  I m a g e   P r o c e s s i ng .         D r .   M .   R a v i   K um a r   a c hi e v e h i s   B E ,   E l e c t r o ni c s   &   T e l e c o m m uni c a t i o i 2000  f r o m   U t ka l   U ni v ,   M T e c h,   O pt o   E l e c t r o ni c s   &   L a s e r   T e c i 20 05  f r o m   I S P ,   C U S A T ,   a nd  o bt a i ne hi s   P h. D .   o O pt i c a l   C D M A   c o de s   i 2011  f r o m   I I T   K ha r a g pur .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l ud e   o pt i c a l   c o m m uni c a t i o n,   i n t e g r a t e o pt i c s ,   v i s i b l e   l i g ht   c o m m uni c a t i o a nd  da y l i g ht i ng .   H e   ha s   g ui de t w e l v e   M . T e c h.   t he s e s   a nd  i s   c ur r e nt l y   s upe r v i s i ng   s i r e s e a r c s c ho l a r s   a n f o ur   M .   T e c h.   s t ude nt s .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   O pt i c a l   C o m m uni c a t i o n,   O pt o e l e c t r o ni c s ,   S o l a r   e n e r g y ,   O pt i c a l   S w i t c hi ng   a nd  M a t e r i a l s ,   O pt i c a l   S w i t c he s   &   I nt e r c o nne c t s ,   D a y l i g ht i ng ,   V i s i b l e   L i g h C o m m uni c a t i o n.         D r .   S us h a n t a   K um a r   M a nd a l   r e c e i v e h i s   B . E .   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   J a l p a i g ur i   G ov t .   E ng i ne e r i ng   C o l l e g e ,   W e s t   B e ng a l ,   I ndi a   i 19 93,   M S   a nd  P h D   d e g r e e   f r o m   I I T ,   K ha r a g pu r ,   I ndi a   i 2 002  a nd  20 08   r e s pe c t i v e l y .   H e   ha s   m o r e   t h a 17  y e a r s   o f   t e a c hi ng   a nd  i ndu s t r y   e xpe r i e nc e .   F r o m   A u g us t   200 t o   J un e   201 0,   h e   w o r ke a s   a n   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r   a t   DA - I I C T ,   G a ndh i na g a r .   F r o m   J ul y   2010 - D e c e m be r   201 4,   h e   w a s   pr o f e s s o r   i s c ho o l   of   E l e c t r o n i c s ,   K I I T   U ni v e r s i t y ,   B B S R .   F o r m e r   P r o f e s s o r   a t   C U T M   B huba n e s w a r   f r o m   201 t o   2018 ,   C u r r e nt l y   he   i s   w o r k i ng   i n   S ha r d a   U n i v e r s i t y ,   I ndi a   s i nc e   D e c e m be r   20 18.   H e   h a s   publ i s he d   m o r e   t ha 60  r e s e a r c pa pe r s   i r e p ut e j o ur na l s   a n d   c o nf e r e nc e s .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ude   m o de l l i ng   a nd  s y nt he s i s   o f   o n - c hi pa s s i v e   de v i c e s ,   d i g i t a l ,   a na l o g   a nd  m i xe d - s i g na l   C M O S   V L S I   de s i g n,   h i g h - l e v e l   s y nt he s i s   a n s o f t   c o m put i ng   a pp l i c a t i o ns   i n   V L S I .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.